高速鐵路系統(tǒng)集成簡介

摘 要：本文介紹了高速鐵路系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)和系統(tǒng)構(gòu)成，主要包括工務(wù)工程系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、高速列車系統(tǒng)、運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)六個部分，使大家對其有個簡單認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；系統(tǒng)集成

高速鐵路是信息技術(shù)、自動控制技術(shù)和新材料、新工藝等多種技術(shù)門類、多專業(yè)綜合的高新技術(shù)集成，代表了當(dāng)今世界鐵路技術(shù)的最高成就。發(fā)達(dá)國家的實踐表明，由基礎(chǔ)設(shè)施、動車組、通信信號、牽引供電、運(yùn)營調(diào)度、旅客服務(wù)六個主要子系統(tǒng)購成的高速鐵路，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，各子系統(tǒng)之間既自成體系，又相互關(guān)聯(lián)、相互影響。特別是動車組、通信信號和運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)，三者之間既有大量硬件接口，又有很多軟件聯(lián)系，對整體性和系統(tǒng)性的要求非常高。在高速鐵路建設(shè)中，必須尊重科學(xué)，尊重客觀規(guī)律，認(rèn)真吸取國外高速鐵路建設(shè)的經(jīng)驗和教訓(xùn)，高度重視系統(tǒng)集成工作，確保各子系統(tǒng)相互匹配，相互兼容，整體優(yōu)化，協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

高速鐵路系統(tǒng)集成的目標(biāo)是要集中人力資源、管理資源、設(shè)計資源、施工資源及裝備制造資源，實現(xiàn)高速鐵路系統(tǒng)在技術(shù)上的優(yōu)化配置，達(dá)到一流工程質(zhì)量、一流裝備水平、一流運(yùn)營管理的目標(biāo)。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

高速鐵路系統(tǒng)可以劃分為工務(wù)工程系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、高速列車系統(tǒng)、運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)六個部分，如圖所示。

2.1 工務(wù)工程系統(tǒng)

工務(wù)工程系統(tǒng)是一個龐大的系統(tǒng)，涉及路基、橋涵、隧道和軌道等專業(yè)工程，還涉及路基與橋梁的過渡，路基與隧道的過渡、橋梁與隧道的過渡，以及路基和橋隧等線下基礎(chǔ)與軌道結(jié)構(gòu)的銜接等。與普速鐵路相比采用了很多新技術(shù)和新工藝，其設(shè)計和施工控制標(biāo)準(zhǔn)高。

為了達(dá)到高速鐵路線路的運(yùn)營要求，高速鐵路工務(wù)工程系統(tǒng)既要為高速運(yùn)行的機(jī)車車輛提供高平順性與高穩(wěn)定性的軌面條件，又要保證線路各個組成部分具有一定的堅固性與耐久性，時期在運(yùn)營條件下保持良好的狀態(tài)。同時，要求建立嚴(yán)格的線路狀態(tài)檢測和保障軌道持久高平順的科學(xué)管理系統(tǒng)。

為滿足列車的高速平穩(wěn)運(yùn)行，工務(wù)工程系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：高平順、高精密、小殘變、少維修的軌道結(jié)構(gòu)；軌下基礎(chǔ)的高穩(wěn)定性；寬大、獨(dú)行的線路空間；高標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境保護(hù)；列車以設(shè)計速度開通運(yùn)營；科學(xué)的軌道管理及嚴(yán)格的安全監(jiān)控。

2.2 高速列車系統(tǒng)

高速列車是高速鐵路的核心技術(shù)裝備和實現(xiàn)載體，是當(dāng)代高新技術(shù)的集成、涵蓋了信息通信、電子電力、材料化工、機(jī)械制造、自動控制等多科學(xué)、多專業(yè)，是世界各國科學(xué)技術(shù)和制造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力、綜合國力以及國家現(xiàn)代化程度的集中體現(xiàn)和重要標(biāo)志之一。高速列車不僅包含傳統(tǒng)軌道列車車輛的車體、轉(zhuǎn)向架和制動技術(shù)，還具有復(fù)雜的牽引傳動與控制、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制、車載運(yùn)行控制等關(guān)鍵技術(shù)。

2.3 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)是集先進(jìn)的計算機(jī)、通信以及自動控制技術(shù)為一體的綜合控制與管理系統(tǒng)，采用電子器件或微電子器件作為控制單元，并利用集中管理、分散控制的集散式控制方式，是保證列車運(yùn)行安全、提高行車效率的關(guān)鍵組成結(jié)構(gòu)。

2.4 牽引供電系統(tǒng)

牽引供電系統(tǒng)是高速鐵路系統(tǒng)的能力保障系統(tǒng)，主要功能是為高速鐵路列車運(yùn)行控制提供穩(wěn)定、高質(zhì)量的電能。牽引供電系統(tǒng)一般由供電系統(tǒng)、變電系統(tǒng)、接觸網(wǎng)系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等購成。總的來說，高速鐵路電力牽引所需牽引功率更大、弓網(wǎng)作用關(guān)系更加復(fù)雜。與普通電氣化鐵路相比，客運(yùn)專線牽引供電系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：⑴功率需求大，負(fù)荷電流大。⑵交—直—交動車組功率因數(shù)高，諧波含量低。

2.5 運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)

運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)是集計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化技術(shù)為一體的現(xiàn)代化綜合系統(tǒng)。運(yùn)營

調(diào)度系統(tǒng)主要是鐵路管理部門對運(yùn)力資源進(jìn)行動態(tài)調(diào)配優(yōu)化完成列車的計劃、運(yùn)行、設(shè)備維修等一系列任務(wù)，是完成高速鐵路運(yùn)輸組織特別是高速鐵路系統(tǒng)日常運(yùn)營的根本保證。運(yùn)營調(diào)度系統(tǒng)，涵蓋運(yùn)輸計劃管理、列車運(yùn)行管理、動車管理、綜合維修管理、車站作業(yè)管理、安全監(jiān)控及系統(tǒng)維護(hù)工作。調(diào)度指揮是圍繞運(yùn)輸計劃對資源進(jìn)行動態(tài)調(diào)配的工作，反映了運(yùn)輸組織的具體執(zhí)行過程，是鐵路系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的中樞部位。調(diào)度模式的選取與運(yùn)輸組織特點(diǎn)、工作量大小和技術(shù)裝備的水平都有著密切的關(guān)系。

2.6 客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)

客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)的主要功能是處理與旅客運(yùn)輸服務(wù)相關(guān)的事件，主要包括發(fā)售車票、信息采集、信息發(fā)布、日常投訴處理、緊急救助、旅客疏散、旅客賠付和客戶關(guān)系管理等工作。此外，還可提供統(tǒng)計分析功能，為管理層提供決策參考。客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)由訂/售票鐵路票務(wù)系統(tǒng)、自動檢票系統(tǒng)、旅客信息服務(wù)系統(tǒng)、市場營銷策劃決策支持系統(tǒng)等構(gòu)成。

客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)是直接面向旅客的系統(tǒng)，一流的運(yùn)營管理要求客運(yùn)服務(wù)必須達(dá)到較高的水平，這除了良好的管理制度以及高素質(zhì)的運(yùn)營服務(wù)人員外，還涉及票務(wù)管理技術(shù)、旅客服務(wù)技術(shù)、市場營銷策劃技術(shù)、客運(yùn)組織技術(shù)。

中國高速鐵路建設(shè)規(guī)模空前、技術(shù)復(fù)雜、舉世矚目，涉及設(shè)計施工、裝備制造、運(yùn)營管理、養(yǎng)護(hù)維修等眾多單位和部門，是一個龐大的系統(tǒng)工程，必須統(tǒng)一協(xié)調(diào)、精心組織、強(qiáng)力推進(jìn)。